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疫情之后 中国的“健康汽车”将奔向何处?

2020-03-10 14:12:56 来源 : 华夏幸福产业研究院

作者:胡骏明(华夏幸福产业研究院研究员)

2月4日,针对疫情,吉利汽车提出要先期投入3.7亿研发具备病毒防范功能的健康汽车,随后国内多家车企也加入到研发防病毒汽车的大军中。汽车防病毒一时间成为行业技术研发的热点,“汽车能不能防病毒?”、“汽车如何防病毒?”也成为了社会舆论争议的焦点。

本文试图跳脱出疫情这个单一事件来看汽车健康化的发展趋势,从历史的角度观察我国健康汽车发展的历程,探讨疫情的影响究竟会将健康汽车引向何处?

健康汽车1.0时代——“无毒”

中国消费者对于健康汽车的认识大概是启蒙于2010年左右,媒体对于国内“毒汽车”的一系列曝光将汽车健康问题推至风口浪尖。这一时期,社会对于汽车健康问题的关注重点主要是针对以甲醛、苯、甲苯等挥发性有机化合物(VOC)为代表的车内污染物和污染源。

我国于2010年发布实施了《乘用车内空气质量评价指南》GB/T 27630-2011,但当时仅为行业推荐性标准,直到2016年《乘用车内空气质量评价指南》GB 27630-201X强制标准征求意见稿发布,要求2017年1月1日起,所有新定型的销售车辆必须符合该标准。

至此1.0时期的健康汽车通过行业标准的强制执行得以推进,目的是保障汽车消费者的基本权益,属于汽车出厂的基本要求而非功能性配置。

当然除了行业的强制标准以外,还会有社会的第三方机构针对汽车健康问题进行专门的测评,如中国汽车工程研究院2017年发布了“中国汽车健康指数”测评体系框架,并每年发布测评结果供全社会参考。

健康汽车2.0时代——“防雾霾”

由于“雾霾”的出现和横行,健康汽车旋即进入2.0时代。

2013年左右,中国多个省市地区开始大面积、长时期地出现雾霾天气,大气污染引发的健康问题成为悬在国人心头的一把利剑,其中主要污染物PM2.5在2013年被国际癌症研究机构(IARC)确定为一级致癌物,更有国内研究表明,PM2.5暴露可导致中国每年130万成年人过早死亡。

这一时期,健康汽车的关注重点开始转向以PM2.5为代表的车外污染源,车端的空气净化技术开始兴起和应用。

车端空气净化借鉴了室内空间常用的空气净化手段,原理上分为被动净化技术和主动净化技术。被动净化技术以各种滤芯材料为代表,其中增加了静电吸附材质的多效滤芯和HEPA,能够对PM2.5起到高效过滤作用;而常见的主动净化技术,如负离子和紫外线,则一般作为空滤的辅助手段。

图1:车端常见的空气净化技术

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

初期,PM2.5级别的空净系统在车端的应用普及主要是通过后装手段实现,而后装的方式无外乎是用户自行购买便携车载空净单品或是根据车型自行更换汽车空调滤芯。

近些年来,随着国人消费水平和健康意识的不断提升,汽车舱内空气净化系统级的解决方案开始越来越多的出现在了新车型上,成为当下智能汽车不可或缺的功能配置。

图2:主流配置空气净化系统的车型

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

系统级的空净方案一般包括三个核心功能,即空气过滤、循环控制和空气质量监测。相比于便携的车载单品和单一的空滤功能,系统级的空净方案优势在于能够从系统层面完成感知、决策和执行控制。以沃尔沃Cleanzone为例,实则包含四大功能系统:

AAC双效增强型空气净化系统过滤超过95%的PM2.5颗粒和99%的PM10颗粒;

IAQS智能空气循环控制系统能够根据当地的空气污染状况,主动切换空调内外循环;

CIZS主动式座舱预净化系统在远程解锁时,主动开启通风循环;

AQI空气质量实施监测系统实时监控和获取车外及车内污染数值,上传云端,即时显示。

健康汽车2.0时代在“防雾霾”诉求的指引下定义了空气净化功能的设计方向,并且顺应智能汽车发展的大趋势,系统级的设计和集成也正在成为行业的主流选择。

健康汽车3.0时代——“防病毒”?

健康汽车3.0实质还是健康汽车2.0针对车外污染物的进一步升级,从“防雾霾”到“防病毒”,起因当然还是新型冠状病毒肺炎的暴发。

疫情发生的前因后果,不多做赘述,从目前已经证实的传播途径来看,主要是经呼吸道飞沫和接触传播。汽车内部空间紧凑,人员接触密集,具有极大的疫病传播风险,之前已经出现过汽车同乘人员全部感染的病例,因此车端防疫也在这一时期成为社会和行业高端关注的问题。

图3:车内新型冠状病毒肺炎可能的传播途径

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

那么汽车可以防病毒吗?

之前很多讨论都热衷于引用负压救护车的例子,认为负压救护车是理论上的防病毒汽车,但实际上负压救护车的设计思路是防止车内的病毒外泄,与我们理想中的防病毒汽车正好相反。

隔离、过滤

但负压救护车确实提供了可借鉴的思路。负压救护车的防病毒原理基本可以总结成“三板斧”——和。负压救护车的核心思路是通过在医疗舱形成-10Pa至-38Pa的负压,从而在车内产生从洁净区到传染源区的定向气流;病员舱室内空气在排向大气前,一般经高效过滤器(99.97%@0.3um)过滤,可以有效地减小病源微生物从救护车向外界环境的扩散、污染;此外再配备有臭氧、紫外线灯等辅助灭活设备。

图4:负压救护车

图片来源:上汽大通

那么一般车辆如何防病毒呢?

顺着负压救护车的思路,我们不妨开开脑洞,甭管效果如何,先来看看技术上面的可行性。

对于一辆理论上绝对洁净的汽车来说,核心思路当然是主动隔离,保持汽车的洁净度;而对于车内可能已经存在感染源的情况而言,则需要通过主动的消毒杀毒来还原舱内的洁净度。如果一辆汽车试图做到防病毒,显然主动隔离和主动杀毒的手段都必须兼而有之。从主动隔离和主动杀毒两条路径出发,我们对可能的设计思路和技术方案进行了发散,如下图。

图5:防病毒汽车的设计思路和技术方案

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

再来看看国内车企的解决方案。

截至目前,国内多个自主品牌,如上汽乘用车、广汽、吉利、一汽,以及包括小鹏汽车在内的新势力车企都针对车端防疫亮出了各自的绝活。

图6:车企汽车防病毒解决方案

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

空净系统是汽车防病毒的第一道防线,“让汽车带上口罩”成为多数车企率先尝试的主攻点,而车用空调滤芯到底能不能防住病毒,也成为社会和行业争论和质疑的核心问题,这其中又涉及到汽车空气过滤器和口罩在测试认证标准上的差异。比如中汽中心的车规级CN95是按照针对直径0.3μm的A2灰过滤效果大于95%进行分级认证的;而人们熟知的KN系列口罩则是采用氯化钠(NaCl)颗粒物进行检测认定的。所以两类产品即便标识的数字一样,也很难在过滤效果上直接统一。

图7:吉利汽车试制量产车规级CN95高效复合空调滤芯

图片来源:吉利汽车

但从目前已经公开的信息来看,新型冠装病毒直径60-140nm,病毒所依附的飞沫核的直径集中在0.6-5微米,而PM2.5是指空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,理论上能够有效阻隔PM2.5的滤芯对依靠飞沫传播的病毒都有一定的过滤作用。

这里不得不提到HEPA。在疫情期间很多的宣传语境中,HEPA滤芯都被认为是唯一对病毒有过滤效果的,再配合有特斯拉这样的超级网红背书翻牌,极大地提高了国人对于HEPA的认知度和认可度。

图8:“HEPA”的搜索指数和咨询指数都在疫情之后大幅提升

图片来源:百度指数

HEPA,更像是标准,而非特指某类产品或品牌。HEPA防病毒可能并非夸夸其谈,确实也是有迹可循。美国CDC曾在2009年H1N1流感防控指南中建议医疗机构采用HEPA过滤器;波音公司机舱空滤器供应商PALL也表示旗下HEPA空滤,针对SARS、MERS-CoV等病毒的过滤效果超过99.999%。毕竟HEPA等级的滤芯可能已经是人类在空滤层面应对病毒最顶级的武器了。

值得注意的是,HEPA也存在分级标准,而且由于标准混杂,不同标准下、不同等级的HEPA滤芯的过滤效果实则存在差异,这就需要消费者依据产品提供的标准等级仔细比对了。

图9:各国的过滤器分级标准

图片来源:中国制冷空调工业协会《CRAA 430》

相比于空净系统的大同小异,车企在车端消杀毒方面的创新更显探索精神。汽车如何实现主动的消毒杀毒?是要在借鉴医疗上常用的消杀毒手段的基础上来考量方案主动实施的可行性和效果。

图10:医疗领域常用的消杀毒手段及车端应用分析

图片来源:华夏幸福产业研究院整理

参考《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》关于病原学特点的描述,紫外线和高温抑菌有望成为未来在舱内实现灭活病毒可尝试的两个方向,但这两个方向也存在各自的缺陷:紫外线灯的舱内杀毒效果取决于安装位置,照射死角杀毒效果有限;而要保持56℃,30分钟的高温杀毒则要考验汽车空调的持续制热能力。目前这两个方案只适合于无人状态下的远程杀毒,并且都无法完全覆盖到车内的全部空间。

其他的方案,如负离子,由于作用范围小,消毒效果有限,一般只能作为辅助手段,而至于一汽的空气消毒液和广汽的中药香氛,技术方案极具中国特色,但缺乏官方的认证指引,杀毒效果终是难以评估。

最后一个问题又回到原点,真的需要防病毒汽车吗?

作为特殊时期的应急需求,防总比不防好,特别是在出行端,通过增加类似的防病毒功能,一定程度上能够提振司机和用户的信心,比如一汽红旗的消毒液也是率先应用在T3出行的车辆上。

从车企后续的动作来看,所谓的防病毒汽车要么是作为特殊时期的特殊服务回馈车主,展现企业的人文关怀,要么是通过OTA在线升级展现企业的技术实力。

大疫之后——健康汽车奔向何处?

从1.0的“无毒”到2.0的“防雾霾”,汽车不断升级以满足人们日益增长的健康出行需求,而此次新型冠状病毒肺炎的暴发,让“防病毒汽车”成为了国内车企竞相追逐的研发热点。

防病毒真的能够代表健康汽车持续创新的发展方向吗?疫情之后,健康汽车又将奔向何处?又有哪些技术创新会得以保留,持续前进?

我们认为,防病毒汽车仍是特殊时期的产物,疫后随着时间的推移,人们对于车内健康问题的关注点也会逐步回归理性,但经历疫情之后,人们的健康意识将会极大地提升,进而激发对健康座舱的需求,带动高效空滤材料、前装系统级空净解决方案的渗透率提高,加快生命体征监测技术在车端的融合应用。

此外,针对应急需求快速给出应急性的解决方案更让我们看到了OTA技术的迷人闪光点和“软件定义汽车”的美妙价值。比如小鹏汽车这次针对疫情通过OTA升级高温抑菌方案,就跟特斯拉在台风“山竹”登陆期间通过OTA解锁额外电量有着异曲同工之妙。而未来针对疫情、自然灾害等突发性事件,OTA远程解锁特殊功能将成为行业的主流应对手段。

最后,天佑华夏,希望这场疫情尽早结束。

参考资料:

[1] Liu J, Han Y, Tang X, et al. Estimating adult mortality attributable to PM2.5 exposure in China with assimilated PM2. 5 concentrations based on a ground monitoring network.

[2] 新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版).

[3] 汽车防控新型冠状病毒建议(第二版).

[4] Interim Guidance on Infection Control Measures for 2009 H1N1 Influenza in Healthcare Settings, Including Protection of Healthcare Personnel.

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